福禄克热成像仪

全新升级版工业热像仪TiS系列在秉承福禄克领先的工业设计的同时，配合其精密的光学系统，完美的成像效果，全新的功能升级，最重要的是亲民的价格，毫无疑问使得TiS系列红外热像仪成为Fluke红外热像家族又一非凡产品。　　其卓越的性能和全面升级的功能，注定成为研发与品质管理工程师的新宠，针对产品研发应用Fluke重点推荐机型为TiS75、TiS65、TiS55、TiS45。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/06/201606171144_597213_3116934_3.jpg　　性能升级：获取优异图像质量　　• 像素最高达到：320*240　　• IFOV最低达到：2.0mRAD　　• 最小聚焦距离可达：0.15m　　• 测温范围最高可达：550 ℃　　• 可见光像素高达： 500万　　功能升级：实现灵活操作及查阅　　1. 手动对焦模式：可以在0.15米距离进行拍摄，对于芯片或贴片元器件等小目标可清晰检测。　　2. 多个可移动点显示功能：可在显示屏任意一点上显示温度数据，方便观察。　　3. 连续拍摄功能：可对疑似问题点的连续温度变化情况进行定时自动连续拍摄，检测人员无需长时间在现场等待，节约检测时间。　　4. 高低温自动捕捉：可提高工作效率，避免错失可疑点。　　5. AVI和带温度数据格式的录像模式，并可结合趋势分析软件对温度数据做趋势图和记录。　　典型应用领域：　　照明、电子、家电、机电、装备产品研发等领域http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/06/201606171144_597214_3116934_3.jpg　　电路板元器件检测http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/06/201606171144_597215_3116934_3.jpg　　LED灯发热不均http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/06/201606171145_597216_3116934_3.jpg　　制冷剂管道泄漏　　更多详情，请查看福禄克红外热像解决方案中心，从精密到简便，从主管到基层，皆有所选!

[back=white] [/back][font=宋体]福禄克（FLUKE）VT02可视红外测温仪是全球第一款可视红外（带热图）测温仪，是福禄克公司于2012年底推出的全新测试工具，上市价格要4千元左右一台。现在，廉颇老矣，其功能已经跟不上时代的发展步伐，但丢了也可惜。给它制作附加微距镜，扩大使用范围，可以观察电路板上的贴片电子元件短路发热故障情况，提高维修效率，继续发挥余热。下面是制作过程。[/font][b][font=宋体]一、福禄克（FLUKE）VT02外观[/font][/b][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011259163450_935_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][font=宋体] 福禄克（FLUKE）VT02采用英国IRISYS公司生产的低成本热释电阵列传感器REDEYE-6A，物理分辨率较低，为31 x 31像素。VT02实际红外分辨率为15x15=225像数。为了增加辨识度、达到更好地观测效果，采用了热成像与可见光融合技术来补偿低分辨率红外传感器的系统。VT02配有一个视觉相机，根据需要，可将图像从全热成像混合至全视觉图像。因此，它有两个镜头，见下图。仪器前部是观测窗，一个是热红外镜头，采集物体散发的热辐射信号，供内部非制冷热释电阵列传感器REDEYE-6A工作；另一个是可见光镜头，采集物体表面反射的可见光，供内部视觉相机CCD（CMOS）传感器工作。[/font][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011259551154_6049_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][font=宋体]仪器热红外镜头采用锗玻璃镜头（不透明）、可见光镜头采用普通玻璃光学镜头：[/font][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011301015450_9441_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][font=宋体] VT02[/font][font=宋体]红外传感器波长范围6.5μm-14μm，VT02视觉相机为11025像素（现在看来，该像素简直是惨不忍睹）。VT02的焦距是固定的，不能自动对焦。最近观察距离（nerve档）为15cm，对于电路板上的微小贴片电子元件而言，这个距离还是太远，不能用于细微观察。下图是仪器近距离档（nerve档）观看某手机局部结构的图片(可见光模式)，镜头贴近电子元件使得图像较大，但成像模糊根本看不清楚：[/font][font=宋体][img=,500,480]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011301522309_62_1807987_3.jpg!w500x480.jpg[/img] [/font][b][font=宋体]二、选择微距透镜[/font][/b][font=宋体] 根据光学照相机加装微距镜的原理，只需在福禄克（FLUKE）VT02的双镜头前分别加装红外微距镜和普通光学微距镜，就可以改变其焦距、近距离观察电路板上微小的贴片元件。[/font][font=宋体]附加镜头与原仪器镜头两透镜叠加合成焦距估算公式：[/font][font=宋体]f[/font][font=宋体]合=（f1*f2）/（f1+f2-d），（d两透镜距离）本文中，f合=（15*5）/（15+5-1.8）=4.12（cm）[/font][font=宋体]加装微距镜后，观测电路板上微小电子元件的清晰度大大提高，可以分辨出元件类型，见下图（可见光模式）：[/font][img=,500,480]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011302314603_4499_1807987_3.jpg!w500x480.jpg[/img][b][font=宋体]普通光学微距透镜的选择：[/font][/b][font=宋体]由于福禄克（FLUKE）VT02的视觉相机（普通光学相机）像数很低，对于光学透镜的材质要求不高，玻璃及亚克力材质都行，选用焦距5cm～10 cm焦距的放大镜头比较适宜，镜片直径与VT02的视觉相机的镜头孔相等或稍大一些都行。本制作选用一片折叠放大镜上的直径12mm、焦距50mm的玻璃透镜，见下图：[/font][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011303086029_4284_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][b][font=宋体]红外热成像微距透镜的选择：[/font][/b][font=宋体]由于普通热成像工作波长一般在8～14um附近，普通光学玻璃透镜透过波长一般0.3～2.5um，因此对10um左右波长的黑体红外热辐射几乎是全吸收，不能用于红外热成像透镜，因此普通光学玻璃透镜不能作为红外镜头的附加微距镜。能穿透长波红外线的玻璃，用的最多的是锗玻璃和硒化锌玻璃。但锗玻璃很贵。考虑到低成本及取材容易，选用直径12mm、焦距50.8mm的硒化锌透镜（主要应用于二氧化碳激光雕刻机聚焦透镜），价格才几十元一片，波长范围0.5～22μm 左右，完全覆盖热成像对波长的要求，同时对500nm波段可见光也能透过，所以其玻璃透镜看起来是黄色透明的。[/font][img=,690,358]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011303339731_4469_1807987_3.jpg!w690x358.jpg[/img][font=宋体]如果不知道手头透镜的焦距时，可以按照下面的方法计算：[/font][font=宋体] [/font][font=宋体]①采用平行光聚焦法确定透镜的焦距。需要凸透镜、白纸和标尺。凸透镜正对着阳光，观察白纸上光斑的形状。当达到最小和最亮时，用刻度尺测量光斑到凸透镜中心的距离，重复几次取平均值。（或在室内较暗处，用白炽灯代替阳光，凸透镜正对着白炽灯，观察白纸上光斑的形状。当显现钨丝达到最细和最亮时，用刻度尺测量光斑到凸透镜中心的距离，重复几次取平均值。）[/font][font=宋体]　　②采用非聚焦成像方法确定透镜的焦距。需要一个小电珠灯泡、一个凸透镜和一个标尺。用凸透镜由近及远观察灯泡中的灯丝。刚好从视线看不见的时候，用刻度尺测量两者之间的距离，重复几次，算出平均值。[/font][b][font=宋体]三、制作微距镜框架[/font][/b][font=宋体] 取1mm～1.5mm厚的塑料板制作微距镜框架。根据仪器观测窗镜头位置，钻两个直径12mm孔将镜片安装上（镜片凸面向外，边缘涂粘接剂），为了加固和美观，再粘两个黑色塑料外圈，框架旁边钻4个小孔，捆扎橡皮筋，用于固定在仪器镜头前，安装、取下都很方便：[/font][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011304360835_9512_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011305048906_4460_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][font=宋体]下图是固定好微距镜的仪器：[/font][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011305349796_4045_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011306170365_4114_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][b][font=宋体]四、仪器微距观测情况[/font][/b][font=宋体]仪器加装微距镜后，用于观察电路板上的贴片电子元件发热情况。下图是仪器近距离档（nerve档）安装微距镜后，拍摄的一些图片（室温16℃）：[/font][font=宋体]笔记本电脑散热孔：[/font][img=,501,480]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011306533779_9714_1807987_3.jpg!w501x480.jpg[/img][font=宋体]手机充电线，插头处发热情况：[/font][img=,500,480]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011307299049_1528_1807987_3.jpg!w500x480.jpg[/img][font=宋体]某手机电路板边缘发热情况：[/font][img=,501,480]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011307562509_4913_1807987_3.jpg!w501x480.jpg[/img][font=宋体]某手机电路板屏蔽罩发热情况：[/font][img=,502,480]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011308348210_8379_1807987_3.jpg!w502x480.jpg[/img][b][font=宋体]观测需要注意问题：[/font][/b][font=宋体]福禄克（FLUKE）VT02最近观测距离（nerve档）为15cm。在此距离处，热成像与可见光图像融合良好，过近或过远，热成像与可见光图像融合不好，二者图像重合度差，仪器屏幕上热成像图像位置偏离物件实际位置，对要求高的观测，效果不理想。[/font][font=宋体]下图是距15厘米处，观察一根受热细铁丝，热成像与可见光图像融合良好：[/font][img=,499,480]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011309104477_6243_1807987_3.jpg!w499x480.jpg[/img][font=宋体]下图是距离小于15厘米观察一根受热细铁丝，热成像呈下偏差：[/font][img=,500,480]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011309553537_5445_1807987_3.jpg!w500x480.jpg[/img][font=宋体]下图是距离大于15厘米观察一根受热细铁丝，热成像呈上偏差：[/font][img=,501,480]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011310249867_4967_1807987_3.jpg!w501x480.jpg[/img][font=宋体] [/font][font=宋体]同样的道理，当给仪器加装热成像及普通光学微距镜后，由于观测距离更近，热成像与可见光图像融合度更差，屏幕上两图像位置相距更远。这是仪器结构决定的，无法改动。在实际使用中，对一些要求较高的观测工作，可以按照下面的操作办法，得到较好的观测图像效果：[/font][font=宋体] 给仪器安装微距镜后，将仪器置于可升降观察架上，电路板置于工作台上，有一些适当的环境光。仪器开机，先置图像模式为全可见光，调节仪器镜头与被观察电路板的距离，使电子元件的光学成像清晰可见，然后再调节仪器热成像与可见光图像融合比例至合适观测位置（选择热成像70～100%），慢慢平移工作台上的电路板，寻找有异常发热故障的元件。下图是电路板上一段有电流线路（宽1mm）的全红外热图：[/font][img=,498,480]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011311071217_5177_1807987_3.jpg!w498x480.jpg[/img][font=宋体] [/font][font=宋体]知道该仪器近距离观察物体有融合度不够好这个问题后，当被测发热点单一，观测工作要求不高，只需将仪器观测焦点（十字星）对准热成像中心，也能得到被测发热点温度值，不必要求图像100%融合后再测量，这样简单快捷一些。[/font][b][font=宋体]结语：[/font][/b][font=宋体]给热成像仪加装微距镜，不用昂贵的锗玻璃镜头，采用激光雕刻机使用的硒化锌聚焦透镜，取材容易，性价比最高。市面上绝大多数热成像仪配套的微距镜也是这种方案，值得一试。[/font]